Кристаллы

Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов). Составляющие данное твёрдое вещество частицы образуют кристаллическую решётку. Если нагревать кристаллы до их температуры плавления, то они начинают плавиться. Ну, а что получится, если медленно охлаждать жидкие расплавы до той же температуры? Ясно, что, охладившись до температуры плавления, жидкий расплав начнет кристаллизоваться. Значит, температура плавления кристаллов данного вещества является в то же время и температурой кристаллизации его расплава.

Как же растут кристаллы в расплаве?

Как же растут кристаллы в расплаве? В массе застывающего расплава образуется сразу много кристаллических зародышей; все они одновременно вырастают в маленькие кристаллики. Пока эти кристаллы совсем малы, они растут свободно, каждый – правильным многогранником. Но, увеличиваясь, кристаллы встречаются и начинают мешать друг другу. Как только два растущих кристалла встретятся друг с другом, рост обоих кристаллов в этом месте прекращается: ведь ни один из них не может отодвинуться. С других же сторон – там, где кристаллы еще не столкнулись с соседями, – они продолжают расти. Так получается, что кристаллы вырастают в одну сторону больше, чем в другие: образуются не правильные многогранники, а кристаллические зерна, из которых сложены горные породы. Или же, в конце концов, после упорной "борьбы" выживают отдельные кристаллики.

Почему же мы говорим, что кристаллы характеризуются их многогранной формой? Прежде всего, потому, что если бы это же самое кристаллическое зерно росло не в тесноте, а так, чтобы ему ничто не мешало, то оно непременно приобрело бы форму правильного многогранника. Кривая, не многогранная форма – это не естественная, а вынужденная форма кристалла: ему пришлось принять ее потому, что не было ни места, ни материала для образования настоящей правильной формы, свойственной всем кристаллам, растущим без помехи. Если кристаллы будут расти свободно – то перед вами снова возникнут правильные симметричные многогранники. А главное – потому, что внутреннее строение, правильность, периодичность, симметрия расположения атомов не изменились от того, что нарушилась форма.

Поэтому реальные кристаллы всегда содержат различные дефекты внутренней структуры, искажения и неровности на гранях и имеют пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальные кристаллы не обязательно обладают кристаллографическими гранями и правильной формой, но у них сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке.

Самые большие кристаллы были обнаружены в 2000 году в Пещере кристаллов в шахтовом комплексе Найка, в мексиканском штате Чиуауа. Некоторые из найденных там кристаллов гипса достигают 15 метров в длину, а в ширину — 1 метр.

Инструменты